[科普中國(guó)]-降雨

降雨是指在大氣中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天氣現(xiàn)象。

大氣中的水氣幾乎全部集中于對(duì)流層中，溫度越高，大氣可以容納的水汽含量就越多，反之就越少。一定溫度下，當(dāng)空氣不可容納更多的水汽時(shí)，稱為飽和空氣。當(dāng)飽和空氣中的水汽和溫度相匹配時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)水汽凝結(jié)現(xiàn)象，但當(dāng)空氣達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生多余的水汽并發(fā)生水汽凝結(jié)。

形成原理地球上的水受到太陽(yáng)光的照射后，就變成水蒸氣被蒸發(fā)到空氣中去了。水汽在高空遇到冷空氣便凝聚成小水滴。這些小水滴都很小，直徑只有0.01～0.02毫米，最大也只有0.2毫米。它們又小又輕，被空氣中的上升氣流托在空中。就是這些小水滴在空中聚成了云。

這些小水滴要變成雨滴降到地面，它的體積大約要增大100多萬(wàn)倍。這些小水滴是怎樣使自己的體積增長(zhǎng)到100多萬(wàn)倍的呢？它主要依靠?jī)蓚€(gè)手段,其一是凝結(jié)和凝華增大。其二是依靠云滴的碰并增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不斷吸收云體四周的水氣來(lái)使自己凝結(jié)和凝華。

如果云體內(nèi)的水氣能源源不斷得到供應(yīng)和補(bǔ)充，使云滴表面經(jīng)常處于過(guò)飽和狀態(tài)，那么，這種凝結(jié)過(guò)程將會(huì)繼續(xù)下去，使云滴不斷增大，成為雨滴。但有時(shí)云內(nèi)的水氣含量有限，在同一塊云里，水氣往往供不應(yīng)求，這樣就不可能使每個(gè)云滴都增大為較大的雨滴，有些較小的云滴只好歸并到較大的云滴中去。如果云內(nèi)出現(xiàn)水滴和冰晶共存的情況，那么，這種凝結(jié)和凝華增大過(guò)程將大大加快。

當(dāng)云中的云滴增大到一定程度時(shí)，由于大云滴的體積和重量不斷增加，它們?cè)谙陆颠^(guò)程中不僅能趕上那些速度較慢的小云滴，而且還會(huì)“吞并”更多的小云滴而使自己壯大起來(lái)。當(dāng)大云滴越長(zhǎng)越大，最后大到空氣再也托不住它時(shí)，便從云中直落到地面，成為我們常見(jiàn)的雨水。1

類型綜述降雨等級(jí)分為：小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨。

降雨類型:對(duì)流雨、臺(tái)風(fēng)雨、地形雨、鋒面雨。

降雨可分為全年多雨型，如熱帶雨林氣候，全年少雨型，如熱帶沙漠氣候，夏雨型，如亞熱帶季風(fēng)氣候，冬雨型，如地中海氣候.

對(duì)流雨（Duìliúyǔ）

近地面空氣局部受熱或高層空氣強(qiáng)烈降溫，導(dǎo)致上下層空氣發(fā)生對(duì)流，使低層空氣上升，水汽在高空冷卻、凝結(jié)而形成的雨（如圖所示），也叫熱雷雨。強(qiáng)度比較大，強(qiáng)烈的對(duì)流雨有可伴強(qiáng)風(fēng)、雷電、冰雹或龍卷，但雨時(shí)較短，雨區(qū)范圍也較小，或呈不連續(xù)的條塊分布。有時(shí)在連綿雨中會(huì)夾有對(duì)流雨。這是因?yàn)樵谶@時(shí)，空中的層狀雨云中夾有強(qiáng)烈對(duì)流性的積雨云，形成積層混合的雨云所致。對(duì)流云有明顯的地域性、季節(jié)性和日變化。赤道地帶全年以對(duì)流雨為主。我國(guó)對(duì)流雨最多地區(qū)是海南島和南嶺山區(qū)，就季節(jié)而言，以夏季最多，春季和秋季次之。就日變化而言，陸上（指平原地區(qū)）多出現(xiàn)在下午到傍晚，海上和盆地區(qū)域多出現(xiàn)在夜間。海洋上的對(duì)流雨比大陸上少。

地形雨（local rains）

地形雨。當(dāng)潮濕的氣團(tuán)前進(jìn)時(shí)，遇到高山阻擋，氣流被迫緩慢上升，引起絕熱降溫，發(fā)生凝結(jié)，這樣形成的降雨，稱為地形雨。地形雨多降在迎風(fēng)面的山坡（迎風(fēng)坡）上，背風(fēng)坡面則因空氣下沉引起絕熱增溫，反使云量消減，降雨減少。

地形雨常隨著地形高度增高而增加。地形雨如不與對(duì)流雨或氣旋雨結(jié)合，雨勢(shì)一般不會(huì)很強(qiáng)。

在世界上，最多雨的地方，常常發(fā)生在山地的迎風(fēng)坡，稱為雨坡；背風(fēng)坡降水量很少，成為干坡或稱為“雨影”地區(qū)。如挪威斯堪的那維亞山地西坡迎風(fēng)，降水量達(dá)1000～2000毫米，背風(fēng)坡只有300毫米。又如，我國(guó)臺(tái)灣山脈的北、東、南都迎風(fēng)，降水都比較多，年降雨量2000毫米以上，臺(tái)北火燒寮達(dá)8408毫米，成為我國(guó)降水量最多的地方。一到西側(cè)就成為雨影地區(qū)，降水量減少到1000毫米左右，夏威夷群島的考愛(ài)島迎風(fēng)坡年降水量12040毫米，成為世界年降雨量最多的地方。印度的乞拉朋齊年降水量11418毫米，也是因?yàn)槲挥谙柴R拉雅山迎風(fēng)坡的緣故，而處于背風(fēng)坡的青藏高原，年降水量卻為200~400毫米。

臺(tái)風(fēng)雨臺(tái)風(fēng)雨。臺(tái)風(fēng)雨是熱帶海洋上的風(fēng)暴帶來(lái)的降雨。這種風(fēng)暴是由異常強(qiáng)大的海洋濕熱氣團(tuán)組成的，臺(tái)風(fēng)經(jīng)過(guò)之處暴雨狂瀉，一次可達(dá)數(shù)百毫米，有時(shí)可達(dá)1000mm以上，極易造成災(zāi)害。稱為臺(tái)風(fēng)雨。臺(tái)風(fēng)不但帶來(lái)大風(fēng)，而且相伴發(fā)生降水。臺(tái)風(fēng)云系有一定規(guī)律，臺(tái)風(fēng)中的降水分布在海洋上也很有規(guī)律，但是在臺(tái)風(fēng)登陸后，由于地形摩擦作用，就不那么有規(guī)律了。例如風(fēng)中有上升氣流的整個(gè)渦旋區(qū)，都有降水存在，但是以上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)的云墻區(qū)降水量最大，螺旋云帶中降水量已經(jīng)減少，有時(shí)也形成暴雨，臺(tái)風(fēng)眼區(qū)氣流下沉，一般沒(méi)有降水。

臺(tái)風(fēng)區(qū)內(nèi)水汽充足，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，降水量常常很大，臺(tái)風(fēng)到來(lái)，日降水量平均在800毫米以上，強(qiáng)度很大，多屬陣性。臺(tái)風(fēng)登陸常常產(chǎn)生暴雨，少則200～300毫米，多則在1000以上。我國(guó)臺(tái)灣新寮在1967年11月17日，由于6721號(hào)臺(tái)風(fēng)影響，一天降水量達(dá)1672毫米，兩天總降水量達(dá)2259毫米，臺(tái)風(fēng)登陸后，若維持時(shí)間較長(zhǎng)，或由于地形作用，或與冷空氣結(jié)合，都能產(chǎn)生大暴雨。我國(guó)東南沿海，是臺(tái)風(fēng)登陸的主要地區(qū)，臺(tái)風(fēng)雨所占比重相當(dāng)大。

鋒面雨鋒面活動(dòng)時(shí)，暖濕氣流在上升過(guò)程中，由于氣溫不斷降低，水汽就會(huì)冷卻凝結(jié)，成云致雨，這種雨稱鋒面雨。鋒面常與氣旋相伴而生，所以又把鋒面雨稱為氣旋雨。鋒面有系統(tǒng)性的云系，但是并不是每一種云都能產(chǎn)生降水的。

鋒面雨

兩種性質(zhì)不同的氣流相遇，它們中間的交界面叫鋒面。在鋒面上，暖、濕、較輕的空氣被抬升到冷、干、較重的空氣上面去。在抬升的過(guò)程中，空氣中的水汽冷卻凝結(jié)，形成的降水叫鋒面雨。

鋒面雨主要產(chǎn)生在雨層云中，在鋒面云系中雨層云最厚，又是一種冷暖空氣交接而成的混合云，其上部為冰晶，下部為水滴，中部常常冰水共存，能很快引起沖并作用，因?yàn)樵频暮穸却螅频卧跊_并過(guò)程中經(jīng)過(guò)的路程長(zhǎng)，有利于云滴增大，雨層云的底部離地面近，雨滴在下降過(guò)程中不易被蒸發(fā)，很有利于形成降水。雨層越厚，云底距離地面越近，降水就越強(qiáng)。

高層云也可以產(chǎn)生降水，但卷層云一般是不降水的。因?yàn)榫韺釉圃企w較薄，云底距離地面遠(yuǎn)，含水量又少，即使有雨滴下落，也不易達(dá)到地面。

特點(diǎn)

水平范圍大，常常形成沿鋒而產(chǎn)生大范圍的呈帶狀分布的降水區(qū)域，稱為降水帶。隨著鋒面平均位置的季節(jié)移動(dòng)，降水帶的位置也移動(dòng)。例如，我國(guó)從冬季到夏季，降水帶的位置逐漸向北移動(dòng)，5月份在華南，6月上旬到南嶺-武夷山一線，6月下旬到長(zhǎng)江一線，7月到淮河，8月到華北，從夏季到冬季，則向南移動(dòng)，在8月下旬從東北華北開(kāi)始向南撤，9月即可到華南沿海，所以南撤比北進(jìn)快得多。

鋒面降水的另一個(gè)特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)閷訝钤粕仙俣刃?，含水量和降水?qiáng)度都比較小，有些純粹的水云很少發(fā)生降水，有降水發(fā)生也是毛毛雨。但是，鋒面降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，短則幾天，長(zhǎng)則10天半個(gè)月以上，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月以上，"清明時(shí)節(jié)雨紛紛"，就是我國(guó)江南春季的鋒面降水現(xiàn)象的準(zhǔn)確而恰當(dāng)?shù)拿枋觥?/p>

我國(guó)東部地區(qū)的降水主要是由夏季風(fēng)帶來(lái)的。當(dāng)夏季風(fēng)的暖氣流登陸北上，與北方南下的冷空氣相遇時(shí)，因暖空氣輕，冷空氣重，較輕的暖濕氣就會(huì)被抬升到冷空氣之上。形成了鋒面雨。每年夏初，長(zhǎng)江中游地區(qū)的地區(qū)的冬夏季風(fēng)勢(shì)均力敵，這條雨在此徘徊，陰雨連綿長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月之久，此時(shí)正值梅子黃熟的時(shí)節(jié)，所以人們又稱之為梅雨季節(jié)。等到7、8月份，梅雨季節(jié)剛過(guò)，，隨著冬季風(fēng)的北退，雨帶移出長(zhǎng)江中下游地區(qū)，出現(xiàn)晴朗干旱的這種天氣，這種在伏天發(fā)生的干旱又被稱為伏旱。

鋒面雨對(duì)河流清濁度的影響

首先，對(duì)河流清濁度影響最直接的是河流沿岸植被的多少。

其次，降雨期間，也會(huì)對(duì)河流清濁度產(chǎn)生短期的影響。影響程度與降雨時(shí)間和降雨強(qiáng)度有關(guān)。

但總的來(lái)說(shuō)，鋒面雨是一種長(zhǎng)時(shí)間，高降水量的降雨，但是降雨的強(qiáng)度比較小。由于這些特點(diǎn)，鋒面雨對(duì)地表的沖刷力相對(duì)于對(duì)流雨要小很多，而對(duì)地表的滲透程度要大很多。

此外，還與河流沿岸地形和土壤構(gòu)成有關(guān)。

因此，在河流沿岸植被保護(hù)好的情況下，鋒面雨對(duì)河流的清濁度影響不大，假如河流沿岸有茂密的森林的話，長(zhǎng)時(shí)間的鋒面雨甚至還會(huì)讓河流一定程度變清，如漓江。

但是，如果河流沿岸的植被保護(hù)不好，甚至是赤裸的地表的情況下，長(zhǎng)時(shí)間的峰面雨會(huì)使河流含沙量大幅度長(zhǎng)時(shí)間的增加，如黃河。

人工降雨人工降水，是根據(jù)不同云層的物理特性，選擇合適時(shí)機(jī)，用飛機(jī)、火箭向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使云層降水或增加降水量，以解除或緩解農(nóng)田干旱、增加水庫(kù)灌溉水量或供水能力，或增加發(fā)電水量等。中國(guó)最早的人工降雨試驗(yàn)是在1958年，吉林省這年夏季遭受到60年未遇的大旱，人工降雨獲得了成功。1987年在撲滅大興安嶺特大森林火災(zāi)中，人工降雨發(fā)揮了重要作用。

運(yùn)用云和降水物理學(xué)原理，通過(guò)向云中撒播降雨劑（鹽粉、干冰或碘化銀等），使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水，又稱人工增加降水。撒播的方法有飛機(jī)在云中撒播、高射炮或火箭將碘化銀炮彈射入云中爆炸和地面燃燒碘化銀焰劑等。是人工影響天氣中進(jìn)行得最多的一項(xiàng)試驗(yàn)。 人工影響云的微物理過(guò)程，可以在一定條件下使本來(lái)不能自然降水的云受激發(fā)而降水，也可使那些水分供應(yīng)較多、往往能自然降水的云，提高降水效率而增加降水量。但不能自然降水的云能供應(yīng)的水分較少，因此人工催化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有限。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊剛 - 教授 - 西南大學(xué)